项目 数控车床的基本操作.docx
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项目数控车床的基本操作
项目3数控车床的基本操作
项目目标：
●熟悉GSK980TD数控车床系统的操作面板，了解各按钮的名称、功能
●熟练掌握数控车床手动、手轮操作
●掌握GSK980TD数控车床系统程序基本结构和格式
●掌握GSK980TD数控车床系统程序图形模拟校验程序的操作步骤
实训条件：
●装备GSK980TD数控系统的数控车床
●机床编程和使用说明书
主要操作：
●指认面板各按钮
●以不同的速度手动控制刀具沿着设定的方向移动
●以不同的速度手轮控制刀具沿着设定的方向移动
●机床回零
●解读典型程序
●利用操作面板编辑程序
【入门操作】
在教师指导下，完成以下基本操作，通过操作熟悉机床的主要操作。
检查机床，正确打开机床，分别进入手动、手轮、MDI、编辑等操作模式，进行简单的操作或说明，了解常用菜单的功能。
3.1GSK980T的LCD/MDI面板
GSK980T的LCD/MDI面板按及功能去划分如图3-1：
图3-1GSK980T的LCD/MDI面板
1．状态指示灯说明见表3-1所示。
表3-1状态指示灯一览表
2．编辑键盘说明见表3-2所示。
表3-2编辑键盘按键一览表
3．显示菜单说明
该系统共有七种显示方式，如表3-3所示：
表3-3显示菜单一览表
4．机床面板说明
各功能键说明如表3-4所示。
表3-4机床控制面板功能键一览表
3.2机床外接面板
1．电源开/关，数控系统的开关，绿色为开，红色为关。
2．【急停】按钮，按下时，数控系统不起作用，同时显示屏的下方显示“准备未绪”的警报，所以在正常使用情况下，急停按钮是弹起的。
3．【运行】按钮，相当于循环启动按钮，只是外接多一个按钮。
4．【取消】按钮，当移动时出现超程报警“准备未绪”，就要按下取消按钮，并向相反的方向移动刀架，直到报警消除。
3.3手动操作
1．手动返回参考点
（1）按【机械回零方式选择键】，选择回参考点（也即机械零点）操作方式，这时液晶屏幕右下角显示[机械回零]字样。
如图3-2所示。
图3-2手动返回参考点
（2）按下【手动进给键】中相应的方向键，选择回X或Z轴向零点，注意选择X或Z轴的正方向。
在减速点以前，机床快速移动，碰到减速开关后以设定的慢速度移动到参考点。
在快速进给期间，快速进给倍率有效。
（3）返回参考点后，返回参考点指示灯亮，如图3-3所示。
图3-3回参考点指示灯
注1：
返回参考点时，为了防止刀架电动机与尾座相碰，应先按【+X】键，让其X方向到参考点，后进行Z方向的返回。
注2：
返回参考点结束时，返回参考点结束指示灯亮。
注3：
返回参考点后，系统取消刀具长度补偿。
注4：
返回参考点结束指示灯亮时，在下列情况下灭灯：
从参考点移出时。
按下急停开关时。
注5：
不同机床参考点方向，请参考机床厂家的说明书。
注6：
如果机床未安置机械零点，请不要进行此操作。
2．手动返回程序起点
（1）按下【程序回零方式选择】键，选择返回程序起点方式，这时液晶屏幕右下角显示[程序回零]，如图3-4所示。
图3-4程序回零
（2）按【手动进给】
键，选择回X或Z轴程序零点。
（3）机床沿着程序起点方向移动。
回到程序起点时，坐标轴停止移动，返回程序起点指示灯亮，如图3-5所示。
图3-5程序回零指示灯
程序回零后，不改变当前的刀具偏置状态，即回到G50设置的程序起点含有刀偏的位置。
3．手动连续进给
（1）按下【手动方式选择】键
，选择手动操作方式，这时屏幕右下角显示[手动方式]。
（2）在手动进给键盘
中选择移动轴，机床将沿着所选择轴及其方向移动。
注1：
手动期间只能一个轴运动，如果同时选择两轴的开关，也只能是先选择的那个轴运动。
注2：
当一直按着移动轴键，机床将沿着所选择轴及其方向连续移动，放开手不按，移动则停止。
注3：
手动连续进给的速度受进给倍率开关
的控制，其速度关系如表3-5所示。
表3-5进给倍率进给速度一览表
进给倍率
进给速度（mm/分钟）
进给倍率
进给速度（mm/分钟）
0
0
80%
50
10%
2.0
90%
79
20%
3.2
100%
126
30%
5.0
110%
200
40%
7.9
120%
320
50%
12.6
130%
500
60%
20
140%
790
70%
32
150%
1260
4．快速进给
按下【快速进给选择键】时，同带自锁的按钮，进行‘开→关→开…’切换，当为‘开’时，位于面板上部指示灯亮，关时指示灯灭。
选择为开时，手动连续进给以快速速度进行进给移动。
注1：
快速进给时的速度，时间常数，加减速方式与用程序指令的快速进给（G00定位）时相同；
注2：
在接通电源或解除急停后，如没有返回参考点，当快速进给开关为ON（开）时，手动进给速度为快速进给，由机床参数设定；
注3：
在编辑或手动方式下，按键无效，指示灯灭；其它方式下可选择快速进给，转换方式时取消快速进给。
5．手轮进给方式
转动手摇脉冲发生器，可以使机床微量进给。
（1）按下【手轮方式选择键】，选择手轮操作方式，这时液晶屏幕右下角显示[手轮方式]，如图3-6所示。
图3-6手轮方式
（2）选择手轮运动轴：
在手轮方式下，按下轴向选择键
或
键，则选择其手轮轴向移动的轴，所选手轮轴的地址[U]或[W]闪烁。
注1：
在手轮方式下，按键有效时，所选手轮轴的地址[U]或[W]闪烁。
注2：
手轮方式下，应选择相对坐标的显示方式。
图3-7手轮
（3）转动手轮
手摇脉冲发生器，顺转：
+方向移动；逆转：
－方向移动。
（4）选择移动量：
按下增量选择键，选择移动增量，相应在屏幕左下角显示移动增量。
表3-6手脉增量一览表
每一格刻度的移动量
移动量单位
0．001
0．01
0．1
公制输入（mm）
0．001mm
0．01mm
0．1mm
注1：
上表中数值根据机床不同而不同；
注2：
手摇脉冲发生器的速度要低于5转/秒；如果超过此速度，即使手摇脉冲发生器回转结束了，但不能立即停止，会出现刻度和移动量不相符；
注3：
在手轮/单步方式下，按键有效。
6．手动辅助机能操作
（1）手动换刀
手动/手轮/单步方式下，按下此
键，刀架旋转换下一把。
（参照机床厂家的说明书）
（2）切削液开关
手动/手轮/单步方式下，按下此
键，同带自锁的按钮，进行‘开→关→开…’切换（注意，如果没有家冷却液，请不要按此开关）。
（3）润滑开关
手动/手轮/单步方式下，按下此
键，可进行机床润滑，同带自锁的按钮，进行‘开→关→开…’切换。
（4）主轴正转
手动/手轮/单步方式下，按下【主轴控制】
键，主轴正向转动起动。
注意：
在刚开机或没有执行过主轴状态时，在手动/手轮方式下，按主轴正、反转按键，不能启动主轴；必须在录入方式下先给定主轴的转速后，该功能才能正确执行。
详细参考录入方式的操作说明。
（5）主轴反转
手动/手轮/单步方式下，按下【主轴控制】
键，主轴反向转动起动。
（6）主轴停止
手动/手轮/单步方式下，按下【主轴控制】
键，主轴停止转动。
键指示灯：
无论是在何种方式下，只要主轴停止，键指示灯则亮，否则指示灯灭。
（7）面板指示灯
回零完成灯：
返回参考点后，已返回参考点轴的指示灯亮，移出零点后灯灭。
注意：
主轴正/反向键、冷却键、润滑键、换刀键等仅在手动方式下起作用。
主轴正转、反转时，按下反转、正转，主轴也停止。
但显示会出现报警06：
M03，M04码指定错。
在换刀过程中，换刀键无效，按【复位键】（RESET）或急停开关可关闭刀架正反转输出，并停止换刀过程。
在手动方式起动后，改变方式时，输出保持不变；但可通过自动方式执行相应的M代码来关闭对应的输出。
同样，在自动方式执行相应的M代码输出后，也可在手动方式下按相应的键关闭相应的输出。
在主轴正转，反转时，未执行M05而直接执行M04、M03时，M04、M03无效，主轴继续主轴正转/反转，但显示会出现报警06：
M03、M04码指定错。
急停时，关闭主轴，冷却，润滑，换刀输出等。
3.4录入方式运转（MDI方式）
MDI方式就是从LCD/MDI面板上输入一个程序段的指令，并可以执行该程序段。
例：
G00U30W50
1按选择于录入方式
键（即MDI方式），这时液晶屏幕右下角显示[录入方式]。
2按
键。
3按
或
按钮后，选择在左上方显示有（程序段值）的画面，如图3-8所示：
图3-8录入方式
4键入G00。
5按输入IN键，G00输入后被显示出来。
按IN键以前，发现输入错误，可按CAN键取消，然后再次输入正确的指令或数值；如果按IN键后发现错误，再次输入正确的指令或数值，把它替代就行。
6同样的方法，重复4、5的步骤，输入U30、W50。
7按循环启动键
。
注意：
不能取消模态G代码，需要时重新输入正确的数据。
3.5急停和超程
1．急停
按下急停按钮，可使机床的所有动作立即停止，如主轴的转动、切削液等也全部关闭。
旋转按钮弹出后解除，但所有的指令和操作都要重新起动。
一按按钮，机床就能锁住，解除的方法是旋转弹出后解除。
2．超程
如果刀具进入了由参数规定的指定区域（存储行程极限）以外，则显示超程报警，刀具减速后停止。
此时要选择[手动方式]，按住[取消按钮]不放，把刀具向相反的安全方向移出，并按复位按钮，解除报警。
注意：
解除超程时，需要特别注意移动方向的选择，否则越超越远。
3.6数控加工的工艺流程
数控编程是把工件的设计信息、工艺信息按照CNC专用的编程指令编写加工程序的过程。
数控加工就是CNC按加工程序的要求，控制机床完成工件加工的过程。
数控加工的工艺流程，如图3-9所示。
图3-9数控加工的工艺流程
1．数控编程的内容
一般说来，数控编程包括以下工作。
（1）分析工件图，制定加工工艺方案
根据工件图样，对工件的形状、尺寸、材料、精度和热处理要求等进行工艺分析，合理选择加工方案，确定工件的加工工艺路线、工序及切削用量等工艺参数，确定所用机床、刀具和夹具。
（2）数学处理
根据工件的几何尺寸、工艺要求及编程的方便，设定坐标系，计算工件粗、精加工的轮廓轨迹，获得刀位数据等。
（3）编写工件加工程序并输入到数控机床
根据制定的加工工艺路线、切削用量、刀具补偿量、辅助动作及刀具运动轨迹等条件，按照机床数控系统规定的功能指令代码及程序格式，逐段编写加工程序；并将加工程序输入到数控机床。
（4）程序校验和试切
输入到数控系统的加工程序在正式加工前需要进行验证，以确保程序正确。
通常可以采用机床空运行的方法，检查机床动作和运动轨迹是否正确；在有图形显示功能的数控机床上，可以利用模拟加工的图形显示来检查运行轨迹的正确性。
需注意的是这些方法只能检验运动轨迹是否正确，不能检验被加工工件的精度。
因此，需进行工件的首件试切，当发现加工的工件不符合加工技术要求时，分析产生加工误差的原因，找出问题，修改程序或采取尺寸补偿等措施。
2．数控车床编程的特点
（1）尺寸字选用灵活
在一个程序中，根据被加工工件的图样标注尺寸，从方便编程的角度出发，可采用绝对尺寸编程、增量尺寸编程，也可以采用绝对、增量尺寸混合编程。
（2）重复循环切削功能
由于车削加工常用圆棒料或锻料作毛坯，加工余量较大，要加工到图样标注尺寸，需要一层层切削，如果每层加工都编写程序，编程工作量将大大增加。
为简化编程，数控系统有；不同形式的循环功能，可进行多次重复循环切削。
（3）直接按工件轮廓编程
对于刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。
数控系统具有的刀具补偿功能使编程；人员只要将有关参数输入到存储器中，数控系统就能自动进行刀具补偿。
这样安装在刀架上不同位置的刀具，虽然在装夹时其刀尖到机床参考点的坐标各不相同，但都可以通过参数的设置，实现自动刀具补偿，编程人员只要使用实际轮廓尺寸进行编程并正确选择刀具即可。
（4）采用直径编程
车削加工由于工件的图样尺寸及测量都是直径值，所以通常采用直径尺寸编程。
在用直径尺寸编程时，如采用绝对尺寸编程，X表示直径；如采用增量尺寸编程，X表示径向位移量。
3.7数控编程方法
1．手工编程
手工编程就是指数控编程的工作全部由人工完成。
对形状较简单的工件，其计算量小，程序短，手工编程快捷、简便。
对形状复杂的工件采用手工编程有一定的难度，有时甚至无法实现。
一般说来，由直线和圆弧组成的工件轮廓可以采用手工编程，非圆曲线、列表曲线组成的轮廓采用计算机辅助编程（通俗称自动编程）
2．自动编程
自动编程就是利用计算机辅助制造专用软件完成数控机床程序编制工作。
编程人员只需根据工件图样的要求，在人机对话的界面下，选择合适的加工方式，由计算机进行数值计算和工艺参数处理，自动生成加工程序，再通过通信方式传入数控机床。
3.8GSK980TD系统程序的基本结构
加工程序可分为主程序和子程序，但不论是主程序还是子程序，每个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成，如表3-7所示：
表3-7程序结构
程序
说明
O0001；
程序号；
N10G00X100Z100；
程序内容；
N20T0101；
N30S01M03；
N40G00X45Z3；
N50G01Z-20F200；
X50；
Z-40；
X55；
N60G00X100Z100M05；
N70M30；
程序结束。
%
程序结束符。
说明：
程序号字母O和后续四位数字组成，如果输入数字不够四位，系统自动在其前面加0补够四位。
程序的开头（N10—N40程序段）和程序的结束每个程序都基本一致的。
程序中N_是程序段号，可以省去不写；但对于个别要转移的地址段，必须要输入。
程序的结束中要加入取消刀补段时（T0100），要注意系统参数的设定，对应地修改程序。
3.9程序的编辑
在编辑方式下，可建立、选择、修改、复制、删除程序，也可实现CNC与CNC、CNC与PC的双向通讯。
1．开启程序开关
为防止程序被意外修改、删除，GSK980TD设置程序开关。
编辑程序前，必须打开程序开关。
（1）按
键，进入设置界面，按
或
键进入开关设置界面，如图3-10所示。
图3-10程序开关设置
（2）按
或
键选择项目。
（3）按编辑键盘区的
或
键切换开关状态，打开开关。
2．程序的输入
例如：
在面板上编辑如图3-3所示工件图形的程序，程序见表3-8所示。
图3-11
表3-8加工程序
程序
说明
O0002；
程序号；
G00X100Z100；
快速定位到加工起点；
T0202；
调用02号精加工刀具；
S400M3；
主轴正转；
G00X20Z3；
快速定位到下刀点；
G01Z0F120；
切削加工靠近工件；
X30Z-10；
直线插补车削圆锥；
Z-20；
车削30的外圆；
X40Z-30；
直线插补车削圆锥；
G00X100Z100；
快速退刀；
M05；
停主轴；
M30；
程序结束；
%
程序结束符；
（1）按
键进入编辑操作方式；
（2）按
键进入程序界面，按
或
键选择程序内容显示页面；
（3）输入地址O0002；
（4）按【EOB】键，建立新程序（此时相当于新建一个文件名，并确认）；
（5）按照编制好的零件数控加工程序逐个输入，每输入一个字符，屏幕上立即显示刚输入的字符，每个程序段输入完毕，按【EOB】键结束。
例如：
按G00→按X100→按Z100→按【EOB】键；这样就可以完成（G00X100Z100；）程序段的输入；
（6）按步骤（5）的方法可以完成程序的输入。
说明：
1）中间的空格不用直接输入，系统会在字母和数字间自动插入空格；
2）【EOB】键相当于回车键，并自动输入分号（；）；
3）下一个程序段光标会在分号那里开始，按照5）步直接输入就可以；完成M30的输入后，还要记得按一次【EOB】键；
4）程序的结束符（%），新建了文件名（O0002）后，系统会自动输入。
3．程序号检索
当存储器存入多个程序时，按【程序]】键时，指针总是指向最后编辑的那程序，即使断电，该程序指定也不会丢失。
可以通过检索的方法调出需要的程序（调用程序），而对其进行编辑、修改或执行，此操作称为程序检索。
（1）检索方法
1）选择编辑或自动方式；
2）按
键，并进入程序内容显示页面；
3）按地址键
键，键入要检索的程序号，如O0003；
4）按
或
键；在显示屏画面显示检索出的程序，并在画面的右上部显示已检索到的程序号。
如程序不存在，CNC出现报警。
按
键，会建立一个新程序。
（2）扫描法检索
1）选择编辑或自动方式；
2）按
键；
3）按地址键
；
4）按
键或
键，显示下一个或上一个程序；
5）重复步骤3）、4），逐个显示存入的程序。
4．程序的删除
1）选择编辑方式，进入显示程序页面；
2）按地址O，用键输入程序号；
3）按
键（删除键），则对应键入程序号的程序整个被删除。
5．程序中字符的检索
它适合于对当前程序进行修改编辑。
1）选择编辑方式，进入显示程序页面；
2）输入要检索的字母和数字；
3）按
键；检索结束，光标自动跳到输入的字段处，以便于操作。
3.10程序的校验
程序的校验通常可以采用空运行、图形模拟功能等方法，来检查机床动作与运动轨迹是否正确，或检查图形显示运行轨迹的正确性。
在自动方式下可以进行空运行、机床锁住、辅助功能锁住、单程序段运行等操作。
1．机床的锁住
机床锁住开关
为ON时，机床锁住指示灯
亮起，表示进入机床锁住状态。
执行移动指令时，机床不移动，但位置坐标的显示各机床运动时一样，仍然移动变化，并且M、S、T都能执行，此功能用于程序校验。
2．辅助功能锁住
如果机床操作面板上的辅助功能锁住开关
置于ON位置，辅助功能锁住指示灯
亮起，M、S、T代码指令不执行，与机床锁住功能一起用于程序校验。
注：
M00、M30、M98、M99等辅助功能按常规执行。
3．空运转
当空运转开关
为ON时，空运转指示灯亮起，不管程序中如何指定进给速度，都是以表3-9系统参数给定的速度运动。
自动运行前，为了防止意外，可以选择空运行状态进行程序校验。
表3-9系统参数给定的速度
程序指令
快速进给
切削进给
手动快速进给按钮ON（开）
快速进给
手动进给的最高速度
手动快速进给按钮OFF（关）
快速进给
手动进给速度
4．单程序段
当单程序段开关
置于ON时，单程序段灯
亮起，执行程序的一个程序段后，程序运行停止；如果再按循环启动按钮，刚执行下个程序段后，又停止；相当于每执行一个程序段都必须按一次循环启动按钮。
以上四个开关（单段执行、机床锁住、辅助功能锁住、空运行），都是在自动方式/录入方式下执行的；每按一次此键，同带自锁的按钮，进行‘开→关→开…’切换，当为‘开’时，指示灯亮，关时指示灯灭。
✓实战练习
1．MDI方式操作训练
（1）用录入方式分别输入M03、M04、M05等指令以实现主轴的正、反转和停止。
例如：
①实现主轴的低速正转
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入S100→按【输入】键→键入M03→按【输入】键→按键。
实现主轴停止；
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入M05→按【输入】键→按【循环启动】键或者直接按主轴停止键。
实现主轴的高速正转
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入S800→按【输入】键→键入M03→按输入键→按【循环启动】键。
实现主轴反转
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入M04→按【输入】键→按【循环启动】键。
（2）用刀具功能T实现换刀
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入T0100→按输入键→按【循环启动】键。
利用此功能可以实现指定刀位换刀；而按点动换刀键只能实现顺序换刀。
（3）用准备功能（G功能）实现坐标移动
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入G00→按【输入】键→键入U-10→按输入键→键入W-20→按输入键→按【循环启动】键。
这样就可以实现刀架快速向X、Z的负方向同时移动。
操作步骤：
选择录入方式（程序界面）→键入G01→按【输入】键→键入U-10→按输入键→键入W-20→按【输入】键→键入F200→按输入键→按【循环启动】键。
这样就可以实现刀架进行直线插补移动。
（4）液晶显示屏画面亮度调整
选择手轮操作方式，并选择位置页面的第一页，即相对坐标显示，在U或W闪烁状态下，此时按
键：
每按一次，逐渐变暗。
（第一次按键会变亮，之后，每按一次，逐渐变暗）
键：
每按一次，逐渐变亮。
2．模拟功能校验程序训练
（1）把给定的程序O0002，在编辑方式下输入到系统里；
（2）选择自动方式键，这时液晶屏幕右下角显示[手轮方式]；
（3）按两次人【设置】键，系统会进入【图形】或【设置】画面；按翻页键就可以在两界面间相切换；
（4）打开机床锁住、辅助功能锁住、空运行三个按钮，对应的三个指示灯亮起；
（5）选择到图形显示画面；此时显示屏上会看到两个坐标轴和提示；
（6）按提示，按S键，进入到作图状态，‘*’号移至S前，开始作图的状态；
（7）按【循环启动】按钮，系统按照给定的程序轨迹进行图形模拟；
注：
1：
图形的轨迹中，虚线为快速进退刀，实线为切削进给；
2：
图形的最上一层轨迹，就是程序的最终加工出来的工件轮廓线；
3：
图形模拟运行中，可以调整进给倍率和快进倍率，来改变模拟的快慢；
4：
当把快速按钮开关打开后，图形模拟的速度为表3-9设定的速度；
5：
在作图中也可以实行进给保持的功能，重按循环启动键，程序继续运行，绘图也继续；
6：
在图形模拟运行中，按T键，则停止作图状态；按R键时则清除已绘出的图形轨迹。
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